مفارقة التوأم , رحلة في الشيخوخة عبر الفضاء

 

 مفارقة التوأم هي مفارقة فلسفية تم طرحها بعد نشر أينشتاين لورقته البحثية بخصوص النسبية الخاصة , ينص مبدأ النسبية على أنه كلما تحرك جسم ما بسرعة في الفضاء كلما كانت حركته بطيئة مقارنة عر الزمن مقارنة مرجع ثابت و يمكن تكميم هذه العلاقة بمعامل رياضي يدعى " معامل لورنتز " .

تقول المفارقة فرضا أن هناك توأمين عمرهما عشرين سنة و بطريقة ما ننجح في إرسال إحداهما إلى الفضاء على متن مركبة تسير بسرعة 86.6 بالمئة من سرعة الضوء  و بإستعمال مادلة لورنتز نجد أن الوقت سيسير أبطأ بمعدلين على متن المركبة الفضائية طبعا فغن الشخص الذي على متنها لن يلاحظ ذلك لأن تقلص الةقت لن يكون مقتصرا عليه فقط بل سيمتد حتى الوقت المقروء على الساعات و الأجهزة الإلكترونية لدرجة ان جسده سيتكيف مع ذلك فتتباطء لديه حركة الأيض و مختلف الأنشطة البيولوجية و كنتيجة لذلك سيتباطئ معدل تقدمه في العمر و من ذلك نستنج أنه في النهاية إذ تم إعادة الجمع ين التوأمين اللذين تثرك أحدهما على سطح الرض و ذه الأخر ليجوب الفضاء فإن الذي تُرك على الأرض هو من سيكون الأكبر ...

إلى حد الأن كل شيء عادي و مفهوم و واضح فأين المفارقة في ذلك ؟

المفارقة تكمن في أن النظرية النسبية مبينة على مبدأ أن الحركة نسبية  كان التحليل الأول من وجهة نظر الشخص الذي بقي على سطح الأرض بإعتباره ثابتا لكن لو نظرنا من وجهة نظر الشخص على متن المركبة فإنه سيبدو لنا ثابتا بينما الكرة الأرضية و الشخص على متنها و الكون حتى هم اللذين سيدورون حول المركبة بالتالي سيمر الوقت بمعدل أسرع على الشخص الذي تُرك على سطح الأرض و في حالة إعادة الجمع بينهما سيكون المسافر على المركبة هو الأصغر  .

لا يمكن أن تكون كل واحدة منهما أكبر من الأخرى، إذاً فأيهما على حق؟ هذا يظهر تناقض يعرف بـ " مفارقة التوأم"

يقول المختصون أن هذه التجر الفكرية لا تمثل مفارقة قدر ما تثمثل سوء فهم للنسبية الخاصة نظرا لأنه يمكن حلها في إطار القياس الخاص بالنسبية إذ قام بول لانجفان عام 1911 بتفسيرها قائِلا أنه أنه لا يوجد تماثل فإن توأما واحدا فقط يكون قد خضع لتسارعات وتباطؤات في رحلته  وبالتالي التفريق بين الحالتين و بعده ماكس فون لاوه في 1913 الذي وضَح أن أن التوأم المسافر يستخدم إطارين عطاليين مختلفين أحدهما لدى ابتعاده في الرحلة والآخر لدى عودته. 

يتمثل الحل في انه لو إتفق التوأم على إرسال إشارات ضوئية بينهما كلما مرت سنة على أحدهما , فبما أن سرعة الضوء ثابتة بغض النظر عن المرجع , عندما يُكمل الذي على الأرض سنته و يرسل الإشارة تكون المركبة تبتعد عن الضوء إذن سيستغرق وقتا أطول للوصول إليها لكن عندما تستقبل الإشارة الثانية ستكون في طريق عودتها و تكون الإشارات اللاحقة أكثر تكررا لأنها تسافر بإتجاه الضوء إذن المسافر على المركبة يرى أخاه يكبُر بسرعة بطيئة في النصف الأول من الرحلة لكن تلك السرعة تزيد في النصف الثاني , و بنفس الطريقة عندما يرسل الشخص على المركبة إشارته فإنها ستستغرق وقتا أطول لأنه يبتعد فيرصد الشخص على الأرض إشارات مع فراغ زمني كبير بينهم لكن عندما يكون المسافر في رحلة العودة تكون الإشارات أكثر ترددا لأنه يسير بإتجاه الضوء فيرى الشخص على الأرض أخاه يكبر بطريقة بطيئة على مدى تسعين بالمئة من عمر الرحلة بينما يكبر بسرعة كبيرة على مدى العشرة المُتبقية  . 

بالتالي يكُون الشخص الذي تُرك على الأرض أكبر سناً ..